Los dispositivos LED de alta densidad de potencia pueden realizar numerosas funciones que las fuentes de luz tradicionales y los dispositivos LED comunes no pueden lograr, llevando la cadena tecnológica de la iluminación semiconductora a un nivel completamente nuevo. En aplicaciones prácticas, un único dispositivo LED necesita operar a varios cientos de vatios y cerca de 100 A de corriente; el área del sustrato de cobre, el grosor del estaño de soldadura y la lámina de cobre conductora afectan significativamente este indicador clave de rendimiento fotoeléctrico límite para este tipo de dispositivos LED. En este artículo, dos especificaciones de dispositivos LED azul y blanco con potencia eléctrica límite de 300 W y 200 W, con espesores de soldadura de 5 μm, 100 μm y 200 μm, fueron montados por reflujo en sustratos de cobre térmicamente separados con diámetros de 20 mm, 25 mm y 32 mm respectivamente. Se midieron las variaciones de la potencia luminosa de los dispositivos LED azules, el flujo luminoso de los dispositivos LED blancos y el voltaje entre los puntos de soldadura del conductor en la placa del LED con respecto a la corriente a temperaturas de disipador de 25 ℃, 50 ℃, 75 ℃ y 100 ℃. Además, se estudiaron las características I–L y I–V de dispositivos LED azules con potencia eléctrica límite de 150 W a espesores de lámina de cobre conductor de 70 μm y 140 μm, y se investigó su emisión lumínica límite. Los resultados muestran que el grosor del estaño de soldadura, el área del sustrato de cobre y el grosor de la lámina de cobre conductora afectan de manera notable la intensidad de emisión límite y el voltaje de funcionamiento de los LED; reducir el grosor del estaño y aumentar el área del sustrato de cobre puede mejorar significativamente la intensidad óptica límite de dispositivos LED de alta potencia, con incrementos de hasta un 16% y 19% para los dispositivos LED azules de las especificaciones P110 y T90, y alrededor del 15% de aumento en el flujo luminoso límite de los dispositivos blancos. Cuando el grosor de la lámina de cobre aumenta de 70 μm a 140 μm a una temperatura del disipador de 25 ℃, el incremento en la potencia óptica límite del LED azul P70 es del 9,2%; a 50 ℃ y 75 ℃ el incremento es del 12,9%, y a 100 ℃ es del 16,4%.

LED de alta densidad de potencia; sustrato de cobre térmicamente separado; estaño de soldadura; lámina de cobre conductora